板金の K ファクター：中立軸の位置と展開図の長さ

素朴なやり方は、曲げと曲げの間の平らな脚の長さを合計し、曲げそのものを無視することです。うまくいかないのは、曲げ部の材料がどこからか来なければならないからです。外側の表面は伸び、内側は圧縮され、そのどちらの寸法もブランクに必要な長さではありません。実際の長さは、両者の間にあります。

それが正確にどこなのかを表すのが K ファクターです。内側表面から測った、板厚に対する割合として中立軸の位置を与えます。2 mm 板で K ファクターが 0.4 なら、中立軸は内側表面から 0.8 mm の位置にあり、ブランクの長さはどちらかの表面ではなく、その線に沿って計算します。

二つの約束事が同じ幾何を表しており、これを混同することが展開図の誤差の最も一般的な原因です。曲げ伸び量は、曲げ区間を通る中立軸の弧の長さで、平らな脚の長さに加えます。曲げ控除は、外形寸法の合計がブランクを上回る分で、その合計から差し引きます。

どちらも同じ K ファクター、半径、角度から導かれます。CAD システムは内部でどちらか一方を使い、サプライヤーのプレスブレーキのコントローラーはもう一方を使うことがあります。両者が混在すると、1 曲げあたりの差は小さくても、すぐに積み上がります。だからこそ、どちらの約束事を使ったかを図面または展開図のデータに明記すべきです。

K ファクターは、密度のように材料に固有の一定の物性ではありません。半径と板厚の比、成形方法、工具の形状、調質によって変わります。公開されている表は出発点であり、仕様ではありません。

自社の部品で値を定める確実な方法は実測です。既知の長さのブランクを切り、使用する工具で成形し、結果を測定して逆算します。同じ材料と工具を毎日使っている工場は、この方法で値にたどり着いています。展開図に入れる価値があるのは、そうした数値です。

単品や試作では、保守的な初期値を使い、初品で寸法を確認すれば通常は足ります。量産では、一度値にたどり着いて展開図を固定するほうが、千個を流す中でずれを見つけるより安く済みます。

• 展開図を作るもとになった半径の約束事と、K ファクターまたは曲げ控除の表を明記する。暗黙のままにしない。
• 実際の成形方法に対応する値を使う。エアベンディングの値はコイニング曲げには当てはまらない。
• 値は半径と板厚の比によって動くと想定する。半径が混在する部品に一つの K ファクターを全体適用すると誤差を招く。
• 量産では、残りのロットを流す前に初品の寸法を確認する。
• 曲げが多い部品では、各曲げを個別に見るのではなく、積み上がった公差を確認する。